[发明专利]一种噪声源超噪比平坦度的补偿方法

摘要

本发明公开了一种噪声源超噪比平坦度的补偿装置及方法，属于噪声系数测量技术领域，包括接口单元、控制单元和噪声发生单元，所述接口单元、控制单元和噪声发生单元通过线路依次连接，补偿装置通过I2C总线和噪声系数分析仪通讯。本发明将现有超宽带同轴噪声源的频率下限扩展至10MHz，满足了噪声系数分析仪的低端频率覆盖范围，方便用户使用；超噪比平坦度指标得到显著提升，减小了噪声源超噪比的插值误差；噪声源超噪比范围大幅减小，在对相同被测件测量时可减小噪声系数分析仪的噪声功率测量范围，进而提高了噪声系数的动态精度。

主权项

1.一种噪声源超噪比平坦度的补偿方法，其特征在于：采用一种噪声源超噪比平坦度的补偿装置，该装置包括接口单元、控制单元和噪声发生单元，所述接口单元、控制单元和噪声发生单元通过线路依次连接；补偿装置通过I2C总线连接有噪声系数分析仪；所述接口单元，包括I2C总线接口和电源接口；所述I2C总线接口，被配置为用于为补偿装置提供通讯接口；所述电源接口，被配置为用于为补偿装置提供电源；所述控制单元，包括总线收发器、D/A转换器、压流转换电路和E2PROM，所述总线收发器、D/A转换器、压流转换电路通过线路依次连接，所述E2PROM和总线收发器通过线路连接，所述总线收发器通过线路连接到I2C总线接口；所述E2PROM，被配置为用于存储补偿装置的超噪比平坦度校准数据；所述总线收发器，被配置为用于接收和发送噪声系数分析仪和补偿装置之间的数据；所述D/A转换器，被配置为用于将噪声系数分析仪加载的数据进行数模转换后输出电压至压流转换电路；所述压流转换电路，被配置为用于将D/A转换器转换后的电压转换成电流输出至噪声发生单元；所示噪声发生单元，包括噪声二极管、隔直电路和输出匹配电路，所示噪声二极管、隔直电路和输出匹配电路通过线路依次连接，所述噪声二极管通过线路和压流转换电路连接；所述噪声二极管，被配置为用于产生宽带噪声信号；所述隔直电路，被配置为用于隔离直流偏置信号；所述输出匹配电路，被配置为用于将噪声信号输出；基于I2C接口，噪声系数分析仪通过I2C总线经总线收发器，将从补偿装置E2PROM中读取D/A数据位传输至D/A转换器的输入端口，D/A转换器将数据进行数模转换后输出电压至压流转换电路，压流转换电路将电压量转换成电流量，加载至噪声二极管，这样不同频率点加在噪声二极管的驱动电流可调，通过改变噪声源上的驱动电流调整噪声源的超噪比大小，实现了超噪比平坦度的补偿；具体包括如下步骤：步骤1：将补偿装置通过接口单元插入噪声系数分析仪；步骤2：噪声系数分析仪自动识别补偿装置是否插入，识别到补偿装置后，通过I2C总线读取E2PROM中保存的超噪比平坦度校准数据；步骤3：基于I2C接口，噪声系数分析仪将从E2PROM中读取到的校准数据通过I2C总线经总线收发器加载至D/A转换器的输入端；步骤4：D/A转换器将数据进行数模转换后输出电压至压流转换电路；步骤5：压流转换电路将电压量转换成电流量加至噪声二极管；步骤6：根据公式(1)，通过改变噪声源上的驱动电流，调整噪声源的超噪比大小，实现噪声源超噪比平坦度的补偿；其中，ENR—噪声源的超噪比值，单位为dB；a—取决于结材料及几何形状的常数；Ub—噪声二极管的击穿电压，单位为V；I—加在噪声管上的雪崩驱动电流，单位为mA；k—玻尔兹曼常数(1.38×10‑23J/K)；T0—标准噪声温度290K；RSC—空间电荷电阻，单位为Ω；RSP—串联电阻，单位为Ω；ω、ωa—工作角频率、雪崩角频率，单位为rad/s。